Inngangur

Yfirlit kafla

• 16.1 Endurkast
• 16.2 Ljósbrot
• 16.3 Linsur

Stuðningur við kennara

• Útskýrið að ljós hegði sér stundum á dularfullan hátt þegar það víxlverkar við efni. Nefnið stuttlega tvíeðli bylgju og agnar og látið nemendur vita að þessi ráðgáta sé skoðuð síðar. Segið þeim að í þeim víxlverkunum sem fjallað er um í þessum kafla sé ljós vel hagað og fyrirsjáanlegt. Þeir munu byrja að skilja að ljós ferðast um geiminn í beinum línum og breytir um stefnu þegar það endurkastast af efni eða fer í gegnum það. Hægt er að reikna horn þessara stefnubreytinga út frá jöfnum sem ráðast af eðli efnisins sem um ræðir. Þetta eru jöfnurnar sem beitt er þegar verkfræðingar hanna smásjár og sjónauka. Þær útskýra einnig hvernig mannsaugað virkar.

• Rifjið upp þá hugmynd að rafsegulgeislun (ólíkt hljóðbylgjum) geti ferðast um tómt rúm jafnt sem í gegnum sum efni.

• Í gegnum þennan kafla er ljós sett fram þannig að það ferðist í beinum línum svo lengi sem það ferðast um einn miðil eða tómt rúm. Þú hefur ef til vill heyrt að ein af spám afstæðiskenningar Einsteins sé að sterkt þyngdarsvið geti beygt feril ljóss. Þessi tilgáta hefur verið staðfest, en áhrifin eru aðeins marktæk þegar ljós fer um mjög stórt þyngdarsvið, eins og það sem er nálægt sólinni okkar. Í tilviki þeirra ljósferla sem skoðaðir eru í þessum kafla eru þessi áhrif óveruleg.

• Þú hefur heyrt að ljós ferðist sem bylgjur. Ekki halda að ferill ljóssins sé bylgjóttur. Ferillinn er bein lína. Bylgjuþátturinn vísar til breytinga á raf- og segulsviðunum sem mynda rafsegulgeislun.

Á næsta augnabliki var Lísa komin í gegnum glerið og hafði stokkið léttilega niður í spegilherbergið.

- Í gegnum spegilinn eftir Lewis Carroll

Í gegnum spegilinn segir frá ævintýrum Lísu eftir að hún stígur úr raunheiminum, í gegnum spegil og inn í sýndarheim. Í þessum kafla skoðum við ljósfræðilega merkingu hugtakanna raunmynd og sýndarmynd, ásamt öðrum hugtökum sem mynda svið ljósfræðinnar.

Ljósið frá þessari síðu eða skjá myndar mynd með linsu augna ykkar, svipað og linsa myndavélarinnar sem tók ljósmyndina í upphafi kaflans. Speglar, líkt og linsur, geta einnig myndað myndir sem augu ykkar nema.

Ljósfræði er sú grein eðlisfræðinnar sem fjallar um hegðun sýnilegs ljóss og annarra rafsegulbylgna. Hér einbeitum við okkur að útbreiðslu ljóss og víxlverkun þess við efni.

Hentugt er að skipta ljósfræði í tvo meginhluta eftir stærð hlutanna sem ljósið mætir. Þegar ljós víxlverkar við hlut sem er margfalt stærri en bylgjulengd ljóssins líkist sjáanleg hegðun þess hegðun ljósgeisla; bylgjueiginleikarnir koma þá ekki skýrt fram. Við köllum þennan hluta ljósfræðinnar geislaljósfræði. Þessi kafli fjallar um aðstæður þar sem geislaljósfræði á við.

Stuðningur við kennara

Áður en nemendur hefja þennan kafla er gagnlegt að rifja upp eftirfarandi hugtök:

• Rúmfræði horna, þar á meðal samlagningu og frádrátt horna
• Hornaföll
• Rafsegulrófið
• Eiginleikar rafsegulgeislunar, þar á meðal ljóshraða